Adhezija, predvsem pa lepljenje aluminijevih zlitin na ležajne površine, sta dva glavna razloga za napake pri orodjih ter slabo kvaliteto produktov, še posebej pri povišanih temperaturah. Pri delu smo se osredotočili na začetek in sam razvoj prenosa aluminijeve zlitine EN-AW6060 v orodno jeklo AISI H13 kot tudi na CrN- ter TiAlN-prevleke na valjih, pri suhih drsnih kontaktih pri sobni (20 °C) in povišanih temperaturah (300-500 °C). Kontakt smo proučevali s stališča površine in volumna prenešene aluminijeve zlitine na orodno jeklo, topografije obrabne kalote ter pripadajoče spremembe v koeficientu trenja. Rezultati so pokazali, da so tribološke lastnosti proučevanega materiala v veliki meri odvisne od temperature ter v manjši meri od drsne razdalje, še posebej v primeru TiAlN-prevlek. Pri sobni temperaturi smo najnižji koeficient trenja ter najmanjšo količino prenesenega materiala izmerili v primeru prevleke TiAlN. Pri povišanih temperaturah pa smo v primeru obeh prevlek, tako TiAlN kot tudi CrN, dobili podobne vrednosti koeficienta trenja ter količine prenešenega materiala, medtem ko se je nitrirano orodno jeklo izkazalo, da ima slabšo tibološko zmogljivost.
COBISS.SI-ID: 14029595
Visoko zmogljivi polimeri so obetavni kandidati za zamenjavo kovinskih komponent v strojih za različne aplikacije zaradi dobrih mehanskih, termičnih ter triboloških lastnosti. Kljub vsemu so potrebne nadaljnje izboljšave lastnosti tovrstnih materialov. Namen te študije je bilo ovrednotenje in primerjava vpliva vrste materiala ter morfologije dobro znanih trdnih maziv (t.j. nanodelcev) na tribološke lastnosti kompozitov poli-eter-eter-ketona (PEEK). V PEEK matrico so bili dodani različni nanodelci: fulerenu-podobni WS2 nanodelci (WS2F), igličasti WS2 nanodelci (WS2N), ogljikove nanocevke (CNT) ter grafen (nanoprah; GNP). Rezultati triboloških testov na suhih drsnih kontaktih kažejo, da imata vrsta materiala ter morfologija dodanih nanodelcev ključni vpliv tako na obrabo kot tudi na koeficient trenja, pri tem ko vplivata na njihovo trdoto ter na debelino in pokritost prenesenega filma. Izkazalo se je, da imajo WS2 nanodelci veliko boljšo protiobrabno zmogljivost v primerjavi s CNT-nanodelci; v primerjavi s PEEK, WS2F-nanodelci izboljšajo obrabne lastnosti za 10 %, WS2N-nanodelci za 60 %, medtem ko CNT-nanodelci poslabšajo obrabne lastnosti za 20 %. Dodatek WS2F-nanodelcev in CNT zniža koeficient trenja v primerjavi z WS2N-nanodelci in GNP.
COBISS.SI-ID: 13905691
Proučevali smo razvoj mehanskih lastnosti tribofilmov na nanoskali, ki se tvorijo na kontaktih jeklo/jeklo, jeklo/a-C:H in jeklo/Si-DLC, mazanih z olji z različno vsebnostjo SAPS-aditivov (olja razreda E6 in E7) ter mineralnim baznim oljem z aditivom ZDDP. Meritve mehanskih lastnosti tribofilmov smo opravili za dva različna časovna intervala. Z razlicnimi metodami mikroskopije na atomsko silo (AFM) smo ovrednotili topografijo, debelino ter togost tribofilmov, z nanovtiskovalcem pa njihovo trdoto na nanoskali. S pomočjo ATR-FTIR spektroskpoije smo na izbranih vzorcih spremembe v mehanskih lastnostih tribofilmov povezali s kemijskimi spremembami. Rezultati so pokazali, da sta razvoj in rast tribofilmov v veliki meri odvisna od vrste podlage ter vrste aditiva in se močno razlikujeta za jeklo ter DLC-prevleke.
COBISS.SI-ID: 14398491
V raziskovalnem prispevku smo pokazali, da razmerje med drsenjem in kotaljenjem (SRR, ang. slide-to-role ratio), kinematika kontakta ter površinska energija močno vplivajo na trenje v elastohidrodinamskem režimu mazanja. Tako kot predhodne študije na DLC prevlekah je tudi naša studija potrdila, da se trenje najbolj zniža, če sta obe površini v kontaktu prevlečeni z DLC prevlekami, predvsem tistimi z najnižjo površinsko energijo. Z uporabo tovrstnih kontaktov se trenje zniža do 48 % glede na kontakte jeklo/jeklo. Najbolj zanimiv zaključek, ki izhaja iz naših rezultatov je, da se trenje v DLC-kontaktih močno zniža pri visokih vrednostih SRR. To znižanje znaša do 27 %, kadar se vrednost SRR zviša iz 0,5 (prevladuje kotaljenje) na 1,8 (prevladuje drsenje). Še bolj presenetljiv je vpliv SRR na trenje v mesanih kontaktih jeklo/DLC, kar se nanaša na obliko kontakta in njegovo kinematiko. Rezultati so pokazali, da je koeficient trenja zelo različen, kadar je zdrsna povrsina (DLC-prevleka) na hitrejši ali počasnejši površini v kontaktu. Kadar je DLC prevleka na počasnejši površini, visoka vrednost SRR zniža trenje le za 5 % do največ 13 % v primerjavi s kontakti jeklo/jeklo. Koeficient trenja pa se najbolj zniža v primeru uporabe DLC-prevleke z najnižjo površinsko energijo na hitrejši površini, in sicer se v povprečju zniža za okoli 20 % in najvec za 33 %. V tem primeru, mešan kontakt jeklo/DLC kaže podobno trenje kot je bilo opaženo v primeru DLC/DLC kontaktov.
COBISS.SI-ID: 14197019
Lastnosti tribokemijskih filmov imajo pomembno oz. celo ključno vlogo pri trenju v mejnem režimu mazanja. Medtem ko je bilo njihovo kemijsko obnašanje predmet številnih študij, so njihove mehanske lastnosti in obnašanje precej slabo razumljene. Toda prav njihove mehanske lastnosti in obnašanje na nano-nivoju bi lahko razkrili pomembno informacijo o povezavi s trenjem na makro-nivoju. V tej raziskavi smo preučevali jeklo ter prevleki a-C:H in Si-DLC v kontaktu z jeklom, ki je bil mazan z dvema komercialnima oljema, ki sta vsebovala različno količino SAPS aditivov (gradiacija E6 in E7) in mineralnim baznim oljem, ki je vseboval ZDDP aditiv. Tribofilmi so bili okarakterizirani z mikroskopom na atomsko silo z uporabo sedmih različnih parametrov, in sicer topografijo (značilnosti morfologije), prekritostjo površine s tribofilmom, nano-hrapavostjo, adhezijo, debelino filma, prečno silo (to je trenje na nano-nivoju) in togostjo filma (z uporabo modulacije sile). Rezultati so potrdili nastanek tribofilmov na vseh izbranih površinah in pokazali, da so nastanek filma in njegove lastnosti na nano-nivoju odvisni od prevleke in aditiva. Pri tem smo identificirali dve različni skupini parametrov: prva je bila tesno povezana s površinsko energijo materialov, medtem ko je druga jasno razlikovala DLC prevleke od jekla. Ugotovljeno je bilo, da adhezija in debelina tribofilma korelirata neposredno s trenjem na makro-nivoju, medtem ko imajo ostali parametri bolj zapletene odvisnosti.
COBISS.SI-ID: 14196763